как подключить дисплей на базе чипа ILI9225 к отладочной плате ESP32

В данной статье пойдет речь о том, как подключить дисплей на базе чипа ILI9225 к отладочной плате ESP32, а так же будет приведен пример вывода изображения в формате JPEG с флэш карты.

JPEG - это один из популярных растровых графических форматов, применяемый для хранения фотографий и подобных им изображений. Он занимает меньше места в файле и обеспечивает более высокую скорость отображения, чем Bitmap. TFT дисплей на базе ILI9225 имеет слот для SD-карты и подключется к контроллеру через SPI. Программа будет считывать с флэш карты файл jpg в корневом каталоге (размер изображения должен быть 176*220, а имя файла состоять из цифр от 0 до 4). Работа програмы сводится к отображению файла в течение 2 секунд на дисплее, а затем будет сделан переход к следующему файлу.

Схема подключения

Для работы в среде Arduino IDE понадобятся две библиотеки.

Ссылки на скачивания:

• библиотека для декодировния JPEG: https://github.com/arduinopavlodar/JPEGDecoder
• баблиотека для работы с дисплеем: https://github.com/arduinopavlodar/TFT_22_ILI9225

Код

#include "SPI.h" 
#include "TFT_22_ILI9225.h"

#include "SD.h" 
#include "FS.h" 
#define SD_CS 5 
#define SPI_MOSI 23 
#define SPI_MISO 19 
#define SPI_SCK 18

#include    // Библиотека декодера JPEG

/* ########################################## ### #########################################
############################################ #### ######################################## */ 
#define TFT_RST 4      // IO 26 
#define TFT_RS 2       // IO 25 
#define TFT_CLK 14     // HSPI-SCK 
// # define TFT_SDO 12 // HSPI-MISO 
#define TFT_SDI 13     // HSPI-MOSI 
#define TFT_CS 15      // HSPI-SS0 
#define TFT_LED 0    // 0, если подключен к + 5V напрямую

SPIClass hspi (HSPI);


#define TFT_BRIGHTNESS 200 // Начальная яркость подсветки TFT (необязательно)

// Использовать аппаратный SPI (быстрее на Uno: 13-SCK, 12-MISO, 11-MOSI) 
TFT_22_ILI9225 tft = TFT_22_ILI9225 (TFT_RST, TFT_RS, TFT_CS, TFT_LED, TFT_BRIGHTNESS);

/* ########################################## ### #########################################
############################################ #### ######################################### */ 
/* =================================================================================== 
  Этот скетч содержит вспомогательные функции для рендеринга изображений Jpeg.
  =============================================================================== */

// Возвращаем минимум из двух значений a и b 
#define minimum (a, b) (((a) <(b))? (A): (b))

// =============================================== = =================================== 
// Выводим информацию о декодированном изображении Jpeg 
// === = =================================================== = ============================== 
void jpegInfo() {
  Serial.println(F("==============="));
  Serial.println(F("JPEG image info"));
  Serial.println(F("==============="));
  Serial.print(F(  "Width      :")); Serial.println(JpegDec.width);
  Serial.print(F(  "Height     :")); Serial.println(JpegDec.height);
  Serial.print(F(  "Components :")); Serial.println(JpegDec.comps);
  Serial.print(F(  "MCU / row  :")); Serial.println(JpegDec.MCUSPerRow);
  Serial.print(F(  "MCU / col  :")); Serial.println(JpegDec.MCUSPerCol);
  Serial.print(F(  "Scan type  :")); Serial.println(JpegDec.scanType);
  Serial.print(F(  "MCU width  :")); Serial.println(JpegDec.MCUWidth);
  Serial.print(F(  "MCU height :")); Serial.println(JpegDec.MCUHeight);
  Serial.println(F("==============="));
}

// =============================================== = =================================== 
// Декодирование и рендеринг на экран TFT 
// === = =================================================== = ============================== 
void IRAM_ATTR renderJPEG ( int xpos, int ypos) {

  // получить информацию об изображении 
   uint16_t  * pImg;
   uint16_t mcu_w = JpegDec.MCUWidth;
   uint16_t mcu_h = JpegDec.MCUHeight;
   uint16_t max_x = JpegDec.width;
   uint16_t max_y = JpegDec.height;

  // Изображения Jpeg рисуются как набор блоков изображения (тайлов), называемых минимальными единицами кодирования (MCU) 
  // Обычно эти MCU представляют собой блоки размером 16x16 пикселей 
  // Определение ширины и высоты блоков изображения правого и нижнего края
  uint16_t min_w = minimum (mcu_w, max_x % mcu_w);
  uint16_t min_h = минимум (mcu_h, max_y % mcu_h);
  // сохраняем текущий размер блока изображения 
  uint16_t win_w = mcu_w;
  uint16_t win_h = mcu_h;

  // записываем текущее время, чтобы мы могли измерить, сколько времени нужно, чтобы нарисовать изображение 
  uint32_t drawTime = millis ();

  // сохраняем координаты правого и нижнего краев для помощи при обрезке изображения 
  // до размера экрана 
  max_x + = xpos;
  max_y + = ypos;

   // читаем каждый блок MCU, пока не закончится 
  while (JpegDec.read ()) {  
    // сохраняем указатель на блок изображения 
    pImg = JpegDec.pImage;
    // вычисляем, где на экране должен быть нарисован блок изображения 
    int mcu_x = JpegDec.MCUx * mcu_w + xpos;
    int mcu_y = JpegDec.MCUy * mcu_h + ypos;

    // проверяем, нужно ли изменить размер блока изображения для правого и нижнего краев 
    if (mcu_x + mcu_w <= max_x) win_w = mcu_w;
     else win_w = min_w;
     if (mcu_y + mcu_h <= max_y) win_h = mcu_h;
     else win_h = min_h;

    for ( int y = 0 ; y < win_h; y ++ ) {
       for ( int x = 0 ; x < win_w; x ++ ) {
         // Вставляем каждый пиксель в область TFT MCU 
      	tft.drawPixel (mcu_x + x, mcu_y + y, ( * pImg));
        pImg ++ ;                           // Увеличиваем указатель
      }
    }
  }

  /* ********************************************** ************************************** 
   *********** ************************************************* ************************* */ 
   // вычисляем, сколько времени потребовалось для рисования изображения   
   drawTime = millis () - drawTime;  

  // вывод результатов на последовательный порт 
   Serial.print(F(  "Total render time was    : ")); 
   Serial.print(drawTime); 
   Serial.println(F(" ms"));
   Serial.println(F(""));
}

// ============================================== == ================================== 
// Открыть файл изображения Jpeg и отобразить его с заданными координатами. 
/ / ============================================= ==== ================================= 
void  jpegDraw ( const  char * filename, int x, int y) {

  //   Пытаемся открыть запрошенный файл на SD-карте 
  if (!SD.open(filename)) { //, O_READ
    Serial.println("Jpeg file not found on SD card.");
    return;
  }

  Serial.print(F("Decoding  image '"));
  Serial.print(filename);
  Serial.println('\'');


  // инициализируем декодер, проверяем совместимость и получаем доступ к информации об изображении 
 boolean decoded = JpegDec.decodeSdFile(filename);

  if (decoded) {
     // выводим информацию об изображении в последовательный порт
    jpegInfo ();

    // рендерим изображение на экран с заданными координатами 
 if((JpegDec.width == 176) && (JpegDec.height == 220))
      renderJPEG(x, y);
    else
      Serial.println(F("Jpeg size not supported."));
  }
  else {
    Serial.println(F("Jpeg file format not supported."));
  }
}

/* ########################################## ### #########################################
############################################ #### ############################################################################# */
 
// Настройка 
void setup() {
  Serial.begin(115200); 
  while (!Serial) {};
  delay(1000);
  
#if defined(ESP32)
  hspi.begin();
  tft.begin(hspi);
  Serial.println("hspi init done.");
#else
  tft.begin();
#endif

  / * ********************************************** ************************************** 
   *********** ************************************************* ************************** * /  

  tft.setFont(Terminal6x8);
  Serial.print("Initializing SD card...");
  //if (!SD.begin(32, 14, 13, 27)) {
  if (!SD.begin(SD_CS)) {
    Serial.println("initialization failed!");
  	tft.drawText(10, 110, "SD initialization failed!", COLOR_RED);
    while(1);
  }
  
  Serial.println("initialization done.");
  delay(1000);
}

/*##################################################################################################

##################################################################################################*/
// Loop
void loop() {
  // draw jpeg image at 0,0
  for(int l=0; l<5; l++){
    String name = "/" + String(l) + ".jpg";
    jpegDraw( name.c_str(), 0, 0 );
    delay(2000);
  }
}